[發(fā)明專利]一種人體肢體施力測(cè)試儀

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110247167.4
• 申請(qǐng)日: 2011-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102319081A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周前祥;丁松濤;柳忠起;鄭曉慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/22
• 分類號(hào): A61B5/22
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人體肢體施力測(cè)試儀，在人體測(cè)量、工作任務(wù)設(shè)計(jì)與分析、產(chǎn)品或系統(tǒng)的工效學(xué)評(píng)價(jià)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

背景技術(shù)

盡管經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了工作任務(wù)的自動(dòng)化，但手工操作在多數(shù)產(chǎn)業(yè)中仍然重要地位。由于手工操作任務(wù)的“人性化設(shè)計(jì)”理念已深入人心，需要對(duì)其進(jìn)行適人性分析與評(píng)估。因此，為確保經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和職業(yè)安全，由手工操作導(dǎo)致的職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估已成為政府和企業(yè)管理層需要研究解決的一項(xiàng)重要問(wèn)題。

根據(jù)分析，手工操作任務(wù)在工業(yè)生產(chǎn)中可分為提舉、放下、推、拉、握、掰、旋/擰、指捏各種材料等類型。研究表明，它是引起職工背部疾患的重要原因。例如，長(zhǎng)期從事提舉操作的產(chǎn)業(yè)工人約80％會(huì)遭受到下背痛(LoW?back?pain，LBP)的痛苦。在美國(guó)，用于LBP的費(fèi)用已高達(dá)數(shù)億美元，是發(fā)達(dá)國(guó)家職業(yè)健康損傷賠償?shù)闹饕颉４送猓∪夤趋兰膊∈且活惻c職業(yè)有關(guān)的多發(fā)病，它影響到半數(shù)以上職業(yè)人群，是產(chǎn)業(yè)工人缺勤的主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約30％的此類疾患是由于手工操作造成的。因此，手工操作負(fù)荷的安全范圍以及人體肢體的最大靜態(tài)肌力自20世紀(jì)70年代以來(lái)就成為工作任務(wù)工效學(xué)設(shè)計(jì)與分析研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。例如，美國(guó)職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所(NIOSH)及政府職業(yè)衛(wèi)生工作者協(xié)會(huì)(ACGIH)曾制訂了手工提舉重物的NIOSH方程與職業(yè)安全的限值；1987年，德國(guó)頒布了《人體身體力量-最大靜態(tài)動(dòng)作力標(biāo)準(zhǔn)》(DIN?33411-4)。

由于工效學(xué)是有關(guān)理解人與系統(tǒng)其它要素間交互作用的學(xué)科，也是應(yīng)用理論、原則、數(shù)據(jù)與方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使人的健康和系統(tǒng)整體效率達(dá)到最優(yōu)的一門技術(shù)，其核心是安全、健康、高效。因此，它對(duì)防止手工操作任務(wù)的職業(yè)傷害將能起到十分重要的作用。但這需要一定樣本量的人體測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)支撐。由于種族、人體尺寸等方面的差異，我們不能直接引用歐美國(guó)家的相關(guān)數(shù)據(jù)。需要具體測(cè)定我國(guó)從事手工操作任務(wù)的職業(yè)人群推力、拉力、提舉、下壓、內(nèi)/外掰力、腳蹬、指捏、指壓、旋/擰等肢體施力值，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，旨在為工作任務(wù)的工效學(xué)設(shè)計(jì)、選拔操作者、制訂職業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)等提供參考依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)在此方面的研究尚剛剛起步，具體測(cè)試的數(shù)據(jù)類型包括以下幾種：

1推/拉力，受測(cè)者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手/雙手水平前推/拉的力量。

2提舉/下壓力，受測(cè)者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手的前臂處于水平狀態(tài)，并與上臂保持某種夾角，在水平面內(nèi)，在垂直方向向上提舉或向下壓的力量。

3內(nèi)/外掰力，受測(cè)者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手的前臂處于水平狀態(tài)，并與上臂保持某種夾角，在水平面內(nèi)，在水平面內(nèi)，向身體內(nèi)側(cè)或外側(cè)的掰力量。

4指捏力，受測(cè)者采取坐姿體位，單手拇指與食指捏合的力量。

5指壓力，受測(cè)者采取坐姿體位，單手的拇指或食指指尖面下壓的力量。

6旋擰力，受測(cè)者在采取立姿或坐姿體位的情況下，單手握住操作對(duì)象，呈順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的力量。

7腳蹬力，受測(cè)者采取坐姿體位，小腿與大腿成某一角度，腳面外蹬的力量。

對(duì)目前有關(guān)人體力量數(shù)據(jù)測(cè)試的工效學(xué)研究進(jìn)行歸納，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)共識(shí)是，操作者的力量測(cè)試數(shù)據(jù)的科學(xué)性與可靠性是決定產(chǎn)品或系統(tǒng)適人性水平設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，但測(cè)試設(shè)備仍為機(jī)械指針式測(cè)力計(jì)或簡(jiǎn)單的數(shù)顯設(shè)備，存在需解決的主要問(wèn)題是：

1力量測(cè)試數(shù)據(jù)不能進(jìn)行曲線顯示，且不能連續(xù)保持長(zhǎng)時(shí)間的完整測(cè)試數(shù)據(jù)。

2對(duì)于不同的力量類型，需要不同性質(zhì)的測(cè)力計(jì)，在實(shí)際測(cè)試工作中，如果力量類型大于3種以上時(shí)，更換儀器比較費(fèi)時(shí)。

3對(duì)于所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)需要借助SPSS等其他統(tǒng)計(jì)分析軟件，沒(méi)有自帶的處理分析軟件。

總之，操作者的施力特性在確定作業(yè)程序、預(yù)防引發(fā)身體疲勞或職業(yè)傷病、規(guī)定產(chǎn)品或系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)等方面具有十分重要的作用。為方便測(cè)試操作、數(shù)據(jù)獲取與分析，需要同時(shí)能測(cè)試不同操作力量類型的測(cè)試設(shè)備，以提高測(cè)試研究效率與科學(xué)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服目前受測(cè)者肢體施力測(cè)試時(shí)，測(cè)試數(shù)據(jù)不能可視化、數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)處理與分析以及頻繁更換測(cè)試儀器導(dǎo)致的測(cè)試效率降低和操作等問(wèn)題，提供了一種能夠測(cè)試、顯示與分析受測(cè)者處于立姿或坐姿時(shí)其上肢單手推/拉力、提舉/下壓力、內(nèi)/外掰力、指捏力、指壓力、旋擰力及坐姿狀態(tài)下的腳蹬力的綜合儀器，用于研究受測(cè)者肢體施力特性的變化規(guī)律。

一種人體肢體施力測(cè)試儀，包括綜合測(cè)試與分析儀表、內(nèi)/外掰力測(cè)試組件和腳蹬力測(cè)試組件；